地源热泵的研究与应用
地源热泵技术应用及施工方法的研究

地源热泵技术应用及施工方法的研究发布时间:2022-10-23T00:51:24.898Z 来源:《建筑实践》2022年第41卷11期作者:张扬戴力蒋水青范建湘陈凌凯王京波[导读] 随着社会工业化程度不断提高,日益凸显的能源问题逐步展现在我们面前,张扬戴力蒋水青范建湘陈凌凯王京波中国建筑第五工程局有限公司湖南长沙 410004摘要:随着社会工业化程度不断提高,日益凸显的能源问题逐步展现在我们面前,作为社会总能耗中的一大项-建筑能耗,越来越引起我们的高度重视,建筑节能必将成为建筑业发展必须重视的一个根本性问题。
因此发展建筑节能技术,降低能源消耗量变的尤为重要,根据实际情况适时地开展地源热泵技术研究,努力推广地源热泵系统的应用,可以提高建筑工程的工程质量、使用寿命和技术水平,从而促进整个建筑业的发展。
本文主要是通过了解地源热泵技术的工作原理,进而又分析了地源热泵在国内外的发展状况,阐述了地源热泵在我国发展的有利条件及优势,并研究分析了我国地源热泵的发展现状。
从而对地源热泵技术发展中所面对的问题进行分析,为地源热泵系统的进一步优化提供重要依据。
关键词:地源热泵技术;应用;施工方法引言:随着我国经济的迅速发展,能源工业受到了来自经济发展和环境保护两方面的挑战。
一方面,为了确保经济的高速发展,能源需求日益增加。
现在,我国石油消费40%靠进口,预计到2020年,这个数据将达到50%。
即使控制GDP的增长为5%,能源“瓶颈”现象也会很严重。
另一方面,我国一直在遭受能源引起的环境问题。
根据世界卫生组织的报告,世界上10个污染最严重的城市,中国就有7个。
我国CO2的排放量,位于美国之后,居世界第二位,1998年排出7.40亿t,1990~1996年,CO2排放量的增长占全世界总增长量的90%。
因此,优化能源结构,开发地热能、太阳能、生物能和风能,以减少传统能源(煤、石油和天然气)的利用,对能源的可持续发展是十分必要的。
地源热泵供热制冷节能环保系统应用研究

地源热泵供热制冷节能环保系统应用研究摘要:近年来,随着时代的发展,人们对居住环境的要求越来越高,对能源的需求量也在不断增多。
“节能减排”成为全球共同的使命和责任。
地源热泵系统的节能控制不是单纯地减少能源的利用,而是提高能源的利用率,减少能源的浪费,根据需求合理使用能源。
因此,对地源热泵系统进行节能运行控制研究具有十分重要的意义。
关键词:地源热泵;供热制冷节能环保系统;应用地源热泵系统作为一种广泛应用的能源转化系统,越来越受到人们的重视,,如今伴随着人们对于环保意识的加强,对于节能发展是将清洁可再生能源作为当前形势下研究的热点问题。
地源热泵的应用既可满足节能的需求,又可利用新型的可再生能源,提供稳定可靠的供能,并且不会受到传统燃料短缺或者价格浮动的影响。
具备节能减排明显效果的优势下,经过多年的工程实践。
地源热泵的应用技术已经相对的成熟可靠,经济性与环保型已在每次的工程项目中得到充分的肯定,具有较强的发展潜力。
1地源热泵技术概述在应用地源热泵技术的供热制冷节能环保系统中,将空调系统的热交换器放置于地下,介质在强度高、密封性好的环路中持续流动,从而实现系统与土壤间的热量交换。
夏季,地源热泵机组将从建筑中吸收的热能转移到地下,实现建筑降温;冬季,地源热泵将土壤中的热量转移到建筑当中,提高建筑环境温度的同时将其内部冷量转移到土壤当中。
2地源热泵的特点及分类2.1地源热泵技术的特点(1)地源热泵在环保效益方面特别显著。
在它的运行维护过程中没有任何固体、液体的废弃物排放。
从这个角度说是没有任何污染,属于零排放零污染。
(2)地源热泵技术属于可再生能源技术。
它是利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源进行能量转换的供暖供冷空调系统的。
地表浅层收集了约47%的太阳能量。
可以说是一个取之不尽用之不竭的能源。
(3)地源热泵技术是经济有效的节能技术。
源于地表浅层地热资源温度非常稳定,这就使得地源热泵比传统空调系统运行效率能提高40%左右,于是也能节能与节约运行费用40%左右。
地源热泵应用现状调研及优化建议

地源热泵应用现状调研及优化建议摘要:热泵是在电能驱动下,通过热力学逆循环连续地将热量从低位热源转移到高温物体或者介质,并用于制取热量的装置。
可以利用一份电能提取3~4份可再生能源中的低位热能,共同向用户供热,因此,热泵供热是一种节能、环保、高效的供热方式,在建筑供暖和生活热水供应上获得了广泛应用。
正是由于其这一特性,热泵技术的发展始终同能源与环境问题息息相关,紧密联系在一起。
进入21世纪,气候变化及能源问题更加严峻,热泵技术作为可再生能源利用的有效途径,成为国际能源署认定的节能减碳关键技术之一,在我国获得了广泛的应用。
关键词:地源热泵;应用现状;优化建议引言能源革命、低碳能源、清洁供暖目前已经成为我国能源战略的重要组成部分。
面对严峻的能源危机,国家大力支持低碳清洁能源的开发和利用,建筑行业领域也迎来能源革命。
在建筑领域,地源热泵系统作为一种使用清洁能源的采暖(制冷)系统,可以利用少量的高位能(一般为电能),将浅层的地热能转化为高位热能。
地源热泵主要是将土壤所储藏的庞大太阳能作为热源,通过热泵系统进行能量的相互转换,是一种实用的节能技术。
从长期来看,地源热泵系统具有良好的发展前景,国家大力支持,随着科学技术的进步,未来,其势必获得更广泛的利用。
1热泵发展现状根据热泵利用的低位热源不同分为:空气源热泵、地源热泵、太阳能热泵,其中地源热泵包括地埋管地源热泵、地下水地源热泵和江、河、湖、海、污水及再生水等地表水源热泵。
按照低位热源的可得性、稳定性及技术经济性,空气源热泵和地源热泵是我国热泵应用主要类型。
空气源热泵早期以冷暖空调形式应用推广,以供冷为主、供热为辅,主要应用于分散式短期供暖的长江流域及以南地区。
近年来随着我国清洁取暖国家战略的实施,空气源热泵供暖成为分散电代煤的主要技术形式,应用范围不断北扩。
长江流域供暖需求的日益增加,空气源热泵在这一区域的应用也进一步推广。
建筑节能工作的不断深入推进,迈入近零能耗时代,建筑负荷需求大幅度降低,供能灵活性要求提升,空气源热泵集成新风、净化、除湿的多功能产品不断涌现。
我国地源热泵技术应用现状及对策研究

2 . 1 因 地 制 宜 ,科 学 规 划
水源 的探测 、开采技术 与相应的开采成本制约着地下水地 源热 泵系统的广泛应用 。地下水地源热泵系统在理论上是可 以 利用一切地 下水 资源的 ,可是在实际系统工程 中,地理环境 的 制约 ,地 下水 资源的不同特点造成成本投入差异大 ,其 中地下 水地 源的 :水量是否充足 、水温 的特点 、水质情况 以及水源供 水稳定 性等条 件 ,都制约着地源热泵系统 的施工与应用 。①要 有充 足的水源 ,才能满足用户供热负荷或制冷负荷 的需要 ; ② 水 源的水 温必须符合机组运行工况要求 ;③水源 的水质应适合 于热泵 系统机组 、管道和阀门的性能要求 ,减少 的堵塞 和腐蚀 性损坏 ; ④要保证 水源的供水功能具有长期性 、可靠性 ,从而 确保 地下水地源热泵空调系统长期 、稳定 的运行 。我 国地理位 置特点的特殊性 ,造成不同地 区、不 同水文地质条件 的水源不 定适 宜工程 的要 求。水文地质条件差 ,打井深度将增加 ,打 井成本也会 随之增 高 ,造成 回灌 困难 ,增加打井数量 , 从而使 系统 的费用大幅增加 ,造成地下水地源热泵系统 的投资经济性 要 因地制宜 。
1 地 源热 泵应用 中存在 的主要 问题
地源热泵 技术的应用是利用浅层地温能进行供热 、制冷 的 新型能源利用技术 ,是 目前世界各 国迅速推广 的新 型节 能环保 型空调技术 。该技术利用地下水冬暖夏凉 的特点 ,通过抽 取地 下水 ,经冷凝器交换热量后 ,同建筑物 内部空气进 行热交 换 , 然后再 回灌到含水层 ,形成循环 ,这被称 为 “ 地下水 的开放 式 循环系统” 。清洁 、 高效 、节能是该 系统最 大特 点 ,因此推进 地 源热泵系统建设 ,既有利于优化能源结构 ,又能提高能源利用 率。但此技术在应 用上仍存在几点 问题 ,具体有 以下几方面 : 1 . 1 初投资及能源政策 问题 导致初投资相对 比较高 的主要原 因有 :① 由于地源热泵 的 技术特点 ,需要布置大量管线 ,而且施工要求 场地 大 ,造成工 程施工上 的限制 ; ②地埋管 、 换 热器 管材 及回填材料的限制 , 因为没有切实有效 的提 高换 热效 果的技术措施 ,地埋管设计余 量系数较大 ;③钻 孑 L 费用 十分高 ,地 质结 构越 的复杂情况 ,钻 井 的深度 ,地层 的坚硬程度 ,造 成钻 井成本高 。这些原 因造成 地源热泵 系统初投 资偏 大 ,在很 大程度上延缓和制约 了该技术 的推广与发展 。
中国地源热泵发展研究报告

中国地源热泵发展研究报告中国地源热泵是一种利用土壤、地下水或地表水等地热资源高效供热的技术,具有环保、节能、经济等特点。
本报告通过对中国地源热泵的发展研究,总结了其现状及存在的问题,并提出相应的解决策略。
中国地源热泵的发展现状主要表现为以下几个方面:首先,地源热泵技术在中国的利用率相对较低。
由于资源分布不均,部分地区地热资源丰富,但地源热泵的应用还相对较少。
其次,地源热泵行业整体发展水平有待提高。
行业内企业规模较小,研发力量不足,技术创新能力相对较弱,限制了地源热泵技术的进一步发展。
再次,地源热泵系统的建设、维护和管理等方面的专业人才缺乏,目前相关专业人才培养力度不够,制约了地源热泵应用范围的扩大。
针对以上问题,我们提出以下解决策略:首先,加大地源热泵技术在资源丰富地区的推广力度。
通过加大宣传力度,提高社会对地源热泵技术的认知度,增加资源丰富地区的地源热泵项目建设。
其次,加强地源热泵行业技术研发和创新。
通过加大投入,提高企业的研发力量和科研水平,推动地源热泵技术的进一步突破与创新。
再次,加大对地源热泵系统专业人才的培养力度。
建立相关专业人才培养机制,加强高等院校的地源热泵专业人才培养,提高系统的建设、维护和管理水平。
在未来的发展中,中国地源热泵需要继续加大政策支持力度,通过提供财税支持、给予地方政府奖励和支持等方式,吸引更多的企业和个人参与地源热泵项目建设。
同时,加强地源热泵技术的标准制定和规范管理,提高系统的运行效率和稳定性,减少环境污染和能源消耗。
总之,中国地源热泵技术在环保、节能方面具有巨大的发展潜力。
要实现地源热泵技术的规模化应用,需要各方共同努力,包括加大政策支持力度、加强技术研发创新、培养专业人才等方面的工作。
相信通过以上的努力,中国地源热泵技术将会取得更大的发展。
德阳车站工程地源热泵技术应用及施工方法的研究

德阳车站工程地源热泵技术应用及施工方法的研究摘要:地源热泵技术属可再生能源利用技术。
在德阳站房工程中应用了地源热泵技术,以实现低碳节能的目的。
在站房室内温度控制采用地源热泵空调系统,以较高的换热效率降低了能源损耗。
对其采用的施工方法进行研究。
关键词:地源热泵;喀斯特;施工;效益对比中图分类号:u173.3文献标识码: a 文章编号:德阳新客站是宝成线灾后重建工程中集城际车站和普速车站于一体的大型现代化火车客运站。
站房设计建筑面积9995平方米,地下局部一层,地上二层,建筑高度22.6米。
在中等站房工程中首次应用了地源热泵技术,以实现低碳节能的目的。
在站房室内温度控制采用地源热泵空调系统,以较高的换热效率降低了能源损耗。
我国人口众多,人均能源资源相对匾乏。
国民经济要实现可持续发展,推行建筑节能势在必行,高能效的采暖、空调系统与削减室内冷热负荷的措施并行,是建筑节能中的关键。
一、地源热泵施工工艺研究地源热泵技术属可再生能源利用技术。
由于地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定,冬季比地面环境空气温度高,夏季比地面环境空气温度低,地源热泵就是利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源,与地面进行能量转换的高效节能空调系统。
地源热泵是一个注重长远经济效益,环保节能的技术。
地源热泵具有无环境污染、功能较多(可以同时满足制冷、制热、热水供应、冷水供应等)、占地面积小、维护费用低廉、使用寿命长、后期经济效益显著等优点。
1、施工工艺流程图地源热泵施工工艺流程2、德阳车站工程的几点研究(1)放线、定井位地源热泵井位要求布置在5m*5m的方格网上,其目的是为了保证相邻的两口井之间换热独立,互不影响,以免这口井释放出的热量又被隔壁的井吸收走。
放线的过程中还要注意避让已经完工的其他专业成品,德阳站在定井位的时候为了避让已完工排水管网、化粪池、给水阀门井,风雨棚钢结构支柱等,对部位井位进行了微调。
若存在地势不平整影响机械安置的,必须平整场地。
地源热泵系统研究及应用

地源热泵系统的研究及应用摘要:介绍了地源热泵的工作原理、特点。
对某服务中心地源热泵系统进行了分析。
总结出地源热泵系统一些设计要点。
关键词:地埋管雷诺数f中图分类号:th3文献标识码: a 文章编号:1 .地源热泵的工作原理地源热泵是以大地为热源对建筑进行空气调节的节能新技术。
在夏热冬冷地区,应用地源热泵系统可达到夏季制冷、冬季供暖的目的。
地源热泵系统适用范围广泛,既可应用于宾馆、写字楼、医院和学校等社会机构,又可应用于居民住宅。
夏季制冷时,大地作为排热场所,把室内热量以及压缩机耗能通过埋地盘管排入大地中,再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去。
冬季供热时,大地作为热泵机组的低温热源,通过埋地盘管获取土壤中热量为室内供热。
两个换热器都既可作冷凝器又可作蒸发器,只是因季节不同而功能不同。
它们之间功能的转换由图中的四通阀门(换向阀)控制。
2.工程应用实例本工程为某服务中心。
建筑面积12000m2。
经计算本工程夏季冷负荷为1200kw,冬季热负荷为900kw。
根据夏季冷负荷及冬季热负荷,选用两台地源热泵机组, 单台机组制冷量为650kw,制热量为730kw。
夏季冷冻水供、回水温度为7/12°c,冬季热水供、回水温度为45/40°c。
室内空调系统形式为风机盘管。
土壤源热泵地下埋管系统是由160个埋深为120m的双u井型埋换热器组成,采用垂直埋管,井间距为4米,钻孔直径300mm。
埋管材料为高密度聚乙烯管,管径de32x3.0,并联连接,循环液为水。
3.地埋管长度计算1)确定地下换热器换热量夏季与冬季地下换热器的换热量可分别根据以下计算式确定: 式中q 为热泵机组制冷量,kw; q 为热泵机组制热量,kw; cop, cop分别为热泵机组制冷、制热时的性能系数cop1=5.0;cop2=4.0;夏季,1560kw冬季,1095kw其中:――所选设备的制冷量,单位kw;――所选设备的制热量, 单位 kw;从计算结果可以看出,夏季地下换热器的换热量远大于冬季,因此设计时以满足夏季换热量为准,计算钻孔总长度。
环保节能地源热泵技术应用研究

环保节能地源热泵技术应用研究【摘要】目前由于能源消耗的急剧增加, 热泵作为一种通过消耗少量高品位能源, 把热量由低温级上升到高温级的特殊装置而受到了人们的青睐。
本文将围绕环保节能地源热泵技术应用研究进行探讨。
【关键字】环保节能地源热泵技术应用研究中图分类号:te08 文献标识码:a 文章编号:一、工作原理地源热泵是利用地下地热资源的高效节能环保型空调系统,可实现能量从低温热源向高温热源的转移。
地源热泵系统在制冷状态下,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,使其进行汽-液转化的循环。
冬季热泵机组从地源中吸收热量,并向建筑物内供暖,夏季热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地源中实现制冷。
在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外地能换热系统不断转移至地下的过程中。
通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发,将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中,最终通过室外地能换热系统转移至地下水或土壤里。
在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝,地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功,并通过四通阀将冷媒流动方向换向。
由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收,由室外地能换热系统吸收地下水或土壤里的热量,地源热泵系统在制热状态下,通过水源热泵机组系统内冷媒的蒸发,将水路循环中的热量吸收至冷媒中,在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝。
二、国内外应用现状1、国外应用现状1912 年,瑞士的h.zoelly 首次提出利用浅层地热能(地源能)作为热泵系统低温热源的概念,但由于当时一次能源充足,用热泵供暖的社会需求不足,导致热泵技术没有得到重视和发展。
直到1948 年,zoelly 的专利技术才真正引起普遍的关注,尤其是欧洲和美国。
20 世纪50 年代,美国和欧洲国家开始研究和利用地源热泵,但当时能源价格较低,使用热泵系统并不经济,因而没有得到推广。
1974 年以来,由于石油危机的出现和环境的恶化,引发了人们对新能源的开发和利用,因此开始了地源热泵的研究和利用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
地源热泵的研究与应用重庆大学 李保群 康侍民 段凯摘 要:本文介绍了地源热泵的工作原理和基本类型; 比较了地源热泵与普通空调系统的特点,得出地源热泵在技术上和经济上具有明显优势的结论。
介绍了地源热泵技术在工程中的应用,分析了地源热泵在中国的发展前景。
关键词:地源热泵 应用 展望Abstract:The development of ground-source heat pump ( GSHP) at home and abroad is briefly introduced. The working principle and fundamental types are discussed here. With the comparison between the GSHP and common airconditioner, the apparent advantages in technology and economics for the GSHP are presented. The development of ground-source heat pump’s application in engineering were introduced. Good prospect of development and utilization of ground-source heat pump technology in China was brought forword. Keywords: ground-source heat pump, application, prospect。
1 热泵1.1 热泵就是通过制冷循环使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。
根据供热时所采用的低品位热源分类,热泵可分为:空气源热泵、水源热泵和地源热泵。
其中,地源热泵包括地下水源热泵和地下土壤源热泵。
地源热泵技术是利用地下的土壤、地表水、地下水温相对稳定的特性,通过消耗电能,在冬天把低位热源中的热量转移到需要供热或加温的地方,在夏天还可以将室内的余热转移到低位热源中,达到降温或制冷的目的。
地源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。
冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热,向建筑物供暖;夏季它向土壤、地下水或者地表水放热,达到给建筑物降温的目的。
同时,它还可供应生活用水,可谓一举三得,是一种有效利用能源的方式。
地源热泵(Ground Source Heat Pumps ,GSHP)系统包括三种不同的系统:以利用土壤作为冷热源的土壤源热泵,又称为地下耦合热泵系统( Ground-coupled heat pump systems)或者地下热交换器热泵系统(Ground heat exchanger);以利用地下水为冷热源的地下水热泵系统( Ground water heat pumps);以利用地表水为冷热源的地表水热泵系统( Surface-water heat pumps)。
1.2 土壤源热泵[1]以土壤为热源或冷源的地源热泵(GCHP)图1地源热泵系统示意图原理见图1(1),是由一组水平或垂直埋于地下的高强度塑料管 ( 也称地热换热器 ) 和热泵机组构成,水或防冻剂溶液通过闭式环路进行循环。
夏季循环液将室内热量释放给地下岩土层,同时蓄存热量以备冬用,冬季将岩土层的热量提取出来释放给室内空气,整个大地作为一个蓄热体。
在地表以下一定深度,岩土的温度基本恒定,它不受大气环境温度的影响,因此这种地源热泵系统的效率比空气源热泵的效率要高,又不受地下水资源的限制,它在欧、美等国得到了广泛的应用。
土壤源热泵的地热换热器分为水平埋管和竖直埋管。
垂直埋管系统占地面积小,水系统耗电小,但钻井费用高,在竖直埋管换热器中,目前应用最为广泛的是单 U型管,埋深大约在 30~150m。
水平埋管安装费用低,换热器的寿命较长,但占地面积大,水系统耗电大,。
这种换热器通常设置在 1~2m 深的地沟内。
选择哪种埋管方式,主要取决于场地大小、当地岩土类型及挖掘成本。
如果场地足够大且无坚硬岩石,则水平式较经济。
当场地面积有限时,宜采用竖直埋管方式。
1.3 地下水源热泵[1]以地下水为热源的地源热泵(GWHP)原理见图1(2)。
它有两种形式:一是开式系统,二是闭式系统。
开式系统就是通过潜水泵将抽取的地下水直接送入热泵机组。
这种形式的系统管路连接简单,初投资低,但由于地下水含杂质较多,当热泵机组采用板式换热器时,设备容易堵塞。
另外,由于地下水所含的成分较复杂,易对管路及设备产生腐蚀和结垢,因此,在使用开式系统时,应采取相应的措施。
闭式系统就是通过一个板式换热器将地下水和建筑物内的水系统隔绝开来。
2 性能特点与普通空调系统相比,地源热泵具有下列优点:2.1 以地球表面浅层地热资源作为冷热源,利用清洁的、近乎无限可再生的能源,符合可持续发展的战略要求。
2.2 在经济方面[2]2.2.1 影响地源热泵使用经济性的因素很多,难以获得准确的结论,据世界环境保护组织在一份有关空调未来的报告中的结论:设计安装良好的地源热泵,可以节约30%~40%甚至更高的供热制冷空调的综合运行费用。
2.2.2 地源热泵系统还可以集采暖、空调制冷和提供生活热水于一身。
一套热泵系统可以替换原有的供热锅炉、制冷空调和生活热水加热的三套装置或系统。
从而也增加了经济性。
2.2.3 投资回收率常采用回收年限 ( PBP) 来表示。
回收年限的定义为:PBP=C F/[h(C B-C H)]式中 C F——单位初投资费用,元/kWC B——基本供热方式的单位供热价格,元/ ( kW.h)C H——热泵单位热量价格,元/ ( kW.h)h——每年运行小时数,h设运行时间为每天6h,冬、夏两季各按3个月计算,电价为0.75元/ ( KWh ) ,地源热泵的单位初投资费为1200元/kW,热泵单位热量价格为0.58元/ ( kW. h) ,则PBP=6.5年。
由此我们可以得出结论:地源热泵系统虽然由于室外部分比较复杂,初次投资高于普通空调系统,但普通空调的运行费用远远高于地源热泵系统,一般4~7年时间就可以将增加的初次投资收回。
普通空调寿命一般在15年左右,而地源热泵的地下换热器由于采用高强度惰性材料,埋地寿命至少50年 [3] 。
因此,从使用寿命和运行费用来考虑地源热泵系统的经济性是高于普通空调系统的。
2.3 无需除霜。
大地土壤温度一年四季相对保持恒定,冬季也能保持在 15℃ 以上,埋地换热器不会结霜,可节省因结霜、除霜而消耗的能量。
2.4 环境效益高,绿色空调。
地源热泵装置没有燃烧,没有排烟,没有余热、余湿等废弃物,对环境无污染,属环保型的“绿色空调”。
虽然也采用制冷剂,但其充灌量比常规的空调装置减少25%左右,而且该装置于出厂前就充灌制冷剂并整装密封好,制冷剂泄漏的几率大大减小。
2.5 系统简单,一机多用,节约设备用房,应用范围广。
地源热泵可供暖、空调,还可用于生活热水供应系统,一套系统可替代锅炉加空调的两套系统,因此一机多用,节省了建筑空间及设备的初投资,机组紧凑,节省设备用房空间。
由此而产生的经济效益相当可观。
3 工程应用目前国内地源热泵的应用实例比较少,影响比较大的是中美合作在中国建设的三个地源热泵示范工程。
中美两国政府合作在中国的北部、中部和南部建立三个地源热泵的示范工程。
北部示范工程是中国食品发酵研究所综合办公楼及专家楼,中部示范工程是宁波雅戈尔工业城,南部示范工程是广州松田职业技术学院。
除了这些之外,还有其他的一些工程实例。
其中比较有代表性的工程有:重庆大学城市建设与环境工程学院参与的新疆米泉市小型办公楼和重庆大学 B区暖通实验楼两个房间采用了土壤源热泵系统。
其中,米泉市小型办公楼空调总面积 123㎡,冷量 10.4KW,热量 9.84KW,采用水平埋管土壤源热泵系统。
暖通实验楼两个房间78㎡,采用 15 根埋深10m. 的浅埋套管换热器,还设有 2组埋深分别为 1m 和 2m 的水平埋管,埋管长度为 50m,运行效果良好[4]。
天津市梅江居住区一综合办公楼,建筑面积 2991㎡,建筑热负荷 147kw,建筑冷负荷 320kw。
经过了冬季1 个月、夏季近3个月的实际运行,该地源热泵系统运行稳定可靠,总体效果上达到了预期的设计目标,冬季采暖房间的室内温度稳定在18℃以上,夏季空调房间的室内温度基本稳定在25℃左右,均达到设计温度的要求[5]。
山东建筑工程学院地源热泵研究所与烟台荏原空调设备有限公司合作推出地源热泵系统并成功地应用在该院学术报告厅的中央空调系统中,空调总面积为 500㎡,冷量 110kw,采用垂直埋管土壤源热泵系统[6~8]。
4 地源热泵的前景展望地源热泵系统由于运行费用较低,在欧美发达国家已有很多应用实例,目前较多应用在商业系统。
我国见于文献的地源热泵的最早应用是在 1987 年,用于上海的一幢六层办公楼的制冷与供热。
这个地源热泵系统是由美国设计制造、运抵上海后安装的[9]。
地源热泵系统作为一项新技术,目前已取得很大的发展,虽然有许多问题亟待解决,但应用前景非常广泛。
我国由于国土辽阔,近地表低温地热资源十分丰富,加之人口众多,采暖和制冷工业的基础相对薄弱,将来需求量无可比拟,因而被国外学者认为是世界上直接利用地热潜力最大的国家。
在未来的日子里,中国面临着巨大的能源和环保压力,中国的经济要保持较高速度的增长,同时又必须考虑环保和可持续发展问题,因此要求调整能源结构,提高能源利用效率。
地源热泵空调技术以其节能、环保和可持续发展的突出优点,已成为空调供暖工程优先选择的方案之一。
参考文献[1] 曲云霞,张林华,崔永张.地源热泵及其应用分析.可再生能源.2002,104(4):7~9[2] 张佩芳,袁寿其.地源热泵的特点及其在长江流域应用前景.流体机械. 2003,31(2):50~53[3] 肖益民,何雪冰,刘宪英.地源热泵空调系统的设计施工方法及应用实例[C].现代空调(3).北京:中国建筑工业出版社,2001:101~105[4] 王勇.地源热泵的技术经济分析[J].建筑热能通风空调,2001 (5) :12~13[5] 赵军,张春雷,王健,等.地源热泵在实际工程中的应用与研究.[J]天津建设科技,2003(5):14~16[6] 张群力,王晋.地源和地下水源热泵的研发现状及应用过程中的问题分析[J].流体机械,2003,31(5):50~54[7] 颜爱斌.地源热泵应用的技术分析与思考[J].天津城市建设学院学报,2002,8(2):120~122[8] 殷平.地源热泵在中国[C].现代空调(3).北京:中国建筑工业出版社,2001:1~8[9] Fleming William S. Ground-source heat pump design and operation—experience within an Asiancountry[J]. ASHRAE Transactions, 1998, 771-775.。